專利名稱：自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工設(shè)備，特別是C02數(shù)控激光切割機(jī)的激光切割器。
背景技術(shù)：
數(shù)控激光切割器是數(shù)控激光切割機(jī)的主要功能部件。專利ZL200610043516. X公開(kāi)了一種數(shù)控激光切割頭，亦即數(shù)控激光切割器，它由聯(lián)接管、鏡座盒、水冷組件、聚焦鏡座 組件、聚焦鏡片、通氣組件、調(diào)節(jié)螺母、高強(qiáng)度絕緣隔離套、過(guò)渡嘴和切割嘴組成，它具有比 同功率的其他激光切割機(jī)所能切割的板材厚度更大、板材利用率更高、聚焦鏡片冷卻效果 好而不因聚焦產(chǎn)生熱變形等優(yōu)點(diǎn)，但存在以下不足一是由于它的調(diào)焦方法和現(xiàn)有的其他 數(shù)控激光切割器一樣，均采用手動(dòng)調(diào)焦，即通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)帶普通連接螺紋的螺母對(duì)切割器 進(jìn)行調(diào)焦，調(diào)焦速度慢、效率低，準(zhǔn)確度低、可調(diào)焦距不大(最大調(diào)節(jié)范圍為9mm)使得板材 切割范圍有限(板材最大可切割厚度約為8mm) ；二是其鏡座組件、水冷組件與吹氣組件是 獨(dú)立的功能部件，使得整個(gè)切割器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體體積龐大，制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、高精度、高效自動(dòng)調(diào)焦，調(diào)焦范圍大且聚焦 效果好從而擴(kuò)大被切割板材厚度范圍，結(jié)構(gòu)緊湊制作成本低的自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器包括框架機(jī)構(gòu)、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、鏡座 機(jī)構(gòu)和由導(dǎo)向槽、導(dǎo)向鍵(配合精度為0. 005mm)及鎖緊螺釘構(gòu)成的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；所述框架機(jī) 構(gòu)包括固定套、連接座和噴嘴，在調(diào)焦過(guò)程中是固定不動(dòng)的；所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)由蝸桿、蝸輪、軸 承、梯形螺紋螺母和梯形螺紋套筒組成；所述鏡座機(jī)構(gòu)包括上鏡座、聚焦鏡片、水氣座、下 鏡座和通氣座，組成切割器主體，上鏡座設(shè)有吹氣孔及吹氣槽，水氣座由上下兩部分組成， 其上設(shè)有吹氣孔及環(huán)形冷卻水槽，鏡座機(jī)構(gòu)各部件由定位銷定位并通過(guò)螺桿聯(lián)接；梯形螺 紋套筒下端通過(guò)過(guò)度法蘭與上鏡座聯(lián)接，可根據(jù)調(diào)焦的需要帶動(dòng)切割器主體作上下軸向運(yùn) 動(dòng)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)在水氣座中并以切割器的軸線為中心呈左右對(duì)稱分布，確保了切割器的平 穩(wěn)傳動(dòng)。蝸輪蝸桿傳動(dòng)采用間隙可修正設(shè)計(jì)(ZL200720006292. 5技術(shù))，即該蝸桿是組合 式蝸桿，它是將蝸桿螺旋線在長(zhǎng)度方向1/2處沿蝸桿徑向分成兩段，一段帶蝸桿軸，另一段 為蝸桿套，蝸桿套裝配在蝸桿軸上；該結(jié)構(gòu)可修正甚至消除由于蝸輪蝸桿的制造誤差及使 用磨損引起的傳動(dòng)間隙，充分保證了蝸輪蝸桿的高傳動(dòng)精度。本發(fā)明通過(guò)對(duì)激光切割器高精度、大范圍的自動(dòng)調(diào)焦設(shè)計(jì)，以及吹氣清潔與氣水 冷卻整合在上鏡座及水氣座的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可取得如下效果1設(shè)計(jì)了由蝸輪蝸桿、軸承、螺母、梯形螺紋套筒等組成的自動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)切割 器的自動(dòng)調(diào)焦，自動(dòng)化程度高。2、蝸輪蝸桿傳動(dòng)采用了可修正傳動(dòng)間隙的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)精度始終控制在0. 005mm的 范圍內(nèi)，使切割器保持高精平穩(wěn)的傳動(dòng)。
3、自動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)使調(diào)焦范圍大幅增大(可達(dá)15mm)，板材可切割厚度增大 (最大切割厚度可達(dá)15mm)，擴(kuò)大了切割范圍。4、傳動(dòng)部份梯形螺紋的設(shè)計(jì)，提高了傳動(dòng)的平穩(wěn)性及精準(zhǔn)度，使切割器實(shí)現(xiàn)平穩(wěn) 升降，達(dá)到平穩(wěn)高精的調(diào)焦目的。5§、上鏡座及水氣座上設(shè)計(jì)了吹氣孔，一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚焦鏡片進(jìn)行雙重冷卻及清潔保護(hù)作用，使聚焦鏡片不易變形，提高了聚焦效果并延長(zhǎng)了鏡片的使用壽命；另一方面 取消了原數(shù)控激光切割器的通氣組件，切割器整體設(shè)計(jì)是圓柱形的，與方形切割器相比具 有結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單省材等方面的優(yōu)點(diǎn)，有效降低了制作成本。
四

圖1是本發(fā)明自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器主視剖視圖。圖2是本發(fā)明自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器A-A半剖視圖。
五具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器包括框架機(jī)構(gòu)1、調(diào)焦機(jī)構(gòu)2、鏡座機(jī) 構(gòu)和由導(dǎo)向槽3-1、導(dǎo)向鍵3-2、鎖緊螺釘3-3構(gòu)成的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3 ；所述框架機(jī)構(gòu)1包括固定 套1-1、連接座1-6和噴嘴1-7 ；所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)2由蝸桿1-4、蝸輪1-5、軸承1_2、梯形螺紋 螺母1-3和梯形螺紋套筒2-1組成；所述鏡座機(jī)構(gòu)包括上鏡座2-2、聚焦鏡片2-3、水氣座 2-4、下鏡座2-5和通氣座2-6，上鏡座2-2設(shè)有吹氣孔2-2. 1與吹氣槽，水氣座2_4由上下 兩部分組成，其上設(shè)有吹氣孔2-4. 1及環(huán)形冷卻水槽2-4. 2，鏡座機(jī)構(gòu)各部件由定位銷定位 并通過(guò)螺桿聯(lián)接；梯形螺紋套筒2-1下端通過(guò)過(guò)度法蘭與上鏡座2-2聯(lián)接；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3設(shè)在 水氣座2-4中并以切割器的軸線為中心呈左右對(duì)稱分布。蝸輪蝸桿傳動(dòng)采用間隙可修正設(shè)計(jì)(ZL200720006292. 5技術(shù))，即該蝸桿是組合 式蝸桿，它是將蝸桿螺旋線在長(zhǎng)度方向1/2處沿蝸桿徑向分成兩段，一段帶蝸桿軸，另一段 為蝸桿套，蝸桿套裝配在蝸桿軸上；該結(jié)構(gòu)可修正甚至消除由于蝸輪蝸桿的制造誤差及使 用磨損引起的傳動(dòng)間隙，充分保證了蝸輪蝸桿的高傳動(dòng)精度。工作時(shí)，激光光源由激光發(fā)生器經(jīng)導(dǎo)光系統(tǒng)傳遞至激光切割器，經(jīng)梯形螺紋套 筒2-1，上鏡座2-2、聚焦鏡片2-3、水氣座2-4、下鏡座2_5、通氣座2_6后，從噴嘴1_7上 Φ 1.5mm的小孔1-7. 1射出，以形成高能量密度的激光束4-1 ；而高壓切割輔助氣體Ar經(jīng)上 鏡座2-2的吹氣孔2-2. 1與水氣座2-4的吹氣孔2-4. 1送入激光切割器，在對(duì)聚焦鏡片2_3 進(jìn)行降溫及保持鏡片清潔的同時(shí)，經(jīng)通氣座2-6從噴嘴1-7上Φ 1. 5mm的小孔1-7. 1與激 光束4-1同軸輸出，輸出的輔助高壓氣體4-2與高能量密度的激光束4-1對(duì)板材進(jìn)行高精、 高質(zhì)、高效地切割。當(dāng)要切割不同厚度的板材時(shí)，可在計(jì)算機(jī)控制下對(duì)切割器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦后切割。 在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿1-4蝸輪1-5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母1-3旋轉(zhuǎn)，通 過(guò)螺母1-3及梯形螺紋套筒2-1的螺旋運(yùn)動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)切割器作 上下軸向運(yùn)動(dòng)；而設(shè)在水氣座2-4上的導(dǎo)向裝置3則充分保證了切割器上下升降時(shí)的平穩(wěn) 性，螺釘3-3將導(dǎo)向鍵3-2固定在導(dǎo)向槽3-1內(nèi)，導(dǎo)向鍵3-2與導(dǎo)向槽3_1的配合精度為 0.005mm。導(dǎo)向裝置3沿著切割器的軸線對(duì)稱分布，在切割器上下移動(dòng)的同時(shí)起到平衡導(dǎo)向的作用；2-6. 1為調(diào)焦的行程Ll尺寸15mm(即通氣座2_6在連接座內(nèi)腔1_6. 1的可升降范圍)，而3-4為導(dǎo)向鍵3-2在導(dǎo)向槽3-1內(nèi)的行程L2尺寸為25mm，可充分保證了切割器調(diào)
焦的需要。
權(quán)利要求
一種自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器，包括框架機(jī)構(gòu)(1)、調(diào)焦機(jī)構(gòu)(2)和鏡座機(jī)構(gòu)，其特征是它還包括由導(dǎo)向槽(3-1)、導(dǎo)向鍵(3-2)和鎖緊螺釘(3-3)構(gòu)成的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3)；所述框架機(jī)構(gòu)(1)包括固定套(1-1)、連接座(1-6)和噴嘴(1-7)；所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)(2)由蝸桿(1-4)、蝸輪(1-5)、軸承(1-2)、梯形螺紋螺母(1-3)和梯形螺紋套筒(2-1)組成；所述鏡座機(jī)構(gòu)包括上鏡座(2-2)、聚焦鏡片(2-3)、水氣座(2-4)、下鏡座(2-5)和通氣座(2-6)，上鏡座(2-2)設(shè)有吹氣孔(2-2.1)，水氣座(2-4)由上下兩部分組成，其上設(shè)有吹氣孔(2-4.1)及環(huán)形冷卻水槽(2-4.2)，鏡座機(jī)構(gòu)各部件由定位銷定位并通過(guò)螺桿聯(lián)接；梯形螺紋套筒(2-1)下端通過(guò)過(guò)度法蘭與上鏡座(2-2)聯(lián)接；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3)設(shè)在水氣座(2-4)中并以切割器的軸線為中心呈左右對(duì)稱分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器，其特征是所述蝸桿(1-4)是組合 式蝸桿，它是將蝸桿螺旋線在長(zhǎng)度方向1/2處沿蝸桿徑向分成兩段，一段帶蝸桿軸，另一段 為蝸桿套，蝸桿套裝配在蝸桿軸上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)調(diào)焦數(shù)控激光切割器，包括框架機(jī)構(gòu)(1)、調(diào)焦機(jī)構(gòu)(2)、鏡座機(jī)構(gòu)和由導(dǎo)向槽(3-1)、導(dǎo)向鍵(3-2)、鎖緊螺釘(3-3)構(gòu)成的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(3)；框架機(jī)構(gòu)包括固定套(1-1)、連接座(1-6)和噴嘴(1-7)；調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括蝸桿(1-4)、蝸輪(1-5)、軸承(1-2)、螺母(1-3)和梯形螺紋套筒(2-1)；鏡座機(jī)構(gòu)包括設(shè)有吹氣孔(2-2.1)的上鏡座(2-2)、聚焦鏡片(2-3)、由上下兩部分組成并設(shè)有吹氣孔(2-4.1)及環(huán)形冷卻水槽(2-4.2)的水氣座(2-4)、下鏡座(2-5)和通氣座(2-6)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)在水氣座中并以切割器的軸線為中心呈左右對(duì)稱分布。該結(jié)構(gòu)切割器可實(shí)現(xiàn)高精度、高效、平穩(wěn)自動(dòng)調(diào)焦，調(diào)焦范圍大且聚焦效果好從而擴(kuò)大被切割板材厚度范圍。
文檔編號(hào)B23K26/38GK101837517SQ20101016171
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者戴玉花, 邱祿魁 申請(qǐng)人:龍巖理尚精密機(jī)械有限公司